(57)【要約】【課題】鋳造に関する様々な制約条件を満たしつつ最適な鋳造計画を妥当な計算量で自動的に作成する技術を提供する。【解決手段】本発明に係る鋳造計画作成プログラムは、発注データを複数集約し、それらの発注内容を満たすことができる溶融材料群と鋳型群を特定した上で、各溶融材料に対して各鋳型を割り当てる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型を用いて鋳造品を鋳造する作業計画を作成する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、
前記鋳造品に対する発注内容を記述した発注データを複数集約するステップ、
前記複数の発注データが記述している鋳造品を鋳造するために必要な材料群を特定する材料特定ステップ、
前記材料群内の各材料を溶融させた溶融材料の群であって、前記複数の発注データが記述している鋳造品を鋳造するために必要な溶融材料群を特定するステップ、
前記複数の発注データが記述している鋳造品を鋳造するために必要な鋳型群を特定するステップ、
前記溶融材料群内の各前記溶融材料に対して前記鋳型群内の各鋳型を割り当てることにより、前記鋳型のうちいずれを用いて鋳造を実施するかを前記溶融材料毎に決定する鋳型割当ステップ、
を実行させることを特徴とする鋳造計画作成プログラム。
【請求項２】
前記材料特定ステップでは、前記コンピュータに、
前記材料群を、溶融した際に同種の材料として取り扱うことができる材料グループへ区分させ、
前記鋳型割当ステップでは、前記コンピュータに、
各前記材料グループに対して割り当てる、前記溶融材料を作成するための溶融炉の使用回数を、鋳造を実施する作業期間毎に決定する期間毎溶融炉数決定ステップ、
各前記溶融材料に対して前記鋳型群内の各鋳型を前記作業期間毎に割り当てる期間毎鋳型割当ステップ、
を実行させることを特徴とする請求項１記載の鋳造計画作成プログラム。
【請求項３】
前記期間毎溶融炉数決定ステップでは、前記コンピュータに、
前記作業期間毎に各前記材料グループに割り当てる前記溶融炉の使用回数の、前記溶融炉の総使用回数に対する割合を、前記複数の発注データが記述している鋳造品を全て製造するために必要な各材料の重量比に合わせて決定することにより、前記作業期間毎の前記溶融炉の使用回数を決定させる
ことを特徴とする請求項２記載の鋳造計画作成プログラム。
【請求項４】
前記期間毎溶融炉数決定ステップでは、前記コンピュータに、
前記作業期間毎に各前記材料グループに割り当てる前記溶融炉の使用回数の上限値と下限値を設定し、前記上限値と前記下限値の間で前記作業期間毎の前記溶融炉の使用回数を決定させる
ことを特徴とする請求項３記載の鋳造計画作成プログラム。
【請求項５】
前記期間毎溶融炉数決定ステップでは、前記コンピュータに、
前記作業期間毎の前記溶融炉の使用回数が前記下限値を下回る場合は、前記作業期間以降の発注内容を記述した前記発注データを直近の作業期間から順に逐次取り入れた上で、前記作業期間毎の前記溶融炉の使用回数を改めて決定することにより、前記下限値を下回らないように前記作業期間毎の前記溶融炉の使用回数を決定させる
ことを特徴とする請求項４記載の鋳造計画作成プログラム。
【請求項６】
前記期間毎鋳型割当ステップでは、前記コンピュータに、
前記作業期間毎に前記鋳型を無制限に使用できると仮定した上で、前記作業期間毎の前記鋳型の使用可能個数に関する制約を埋め込んだ評価関数を用いて、各前記溶融材料に対して各前記鋳型を割り当てる個数を最適化するステップ、
各前記作業期間について、前記鋳型の使用可能個数に関する制約が満たされているか否かをチェックし、満たされていない場合は前記評価関数上における前記制約を修正して再度前記最適化を実施することを繰り返すことにより、全ての前記作業期間において各前記溶融材料に対する前記鋳型の割当を最適化するステップ、
を実行させることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項記載の鋳造計画作成プログラム。
【請求項７】
前記コンピュータに、
前記鋳造に付帯する前記鋳造以外の周辺作業の負荷を、所定の負荷上限を制約として複数の前記作業期間について平準化する負荷平準化ステップを実行させる
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の鋳造計画作成プログラム。
【請求項８】
前記負荷平準化ステップでは、前記コンピュータに、
ある前記作業期間における前記溶融材料を同一の前記作業期間における他の前記溶融材料または他の前記作業期間における前記溶融材料と入れ替える処理を繰り返すことにより、前記平準化を実施させる
ことを特徴とする請求項７記載の鋳造計画作成プログラム。
【請求項９】
前記負荷平準化ステップでは、前記コンピュータに、
ある前記作業期間における前記鋳型を同一の前記作業期間における他の前記鋳型または他の前記作業期間における前記鋳型と入れ替える処理を繰り返すことにより、前記平準化を実施させる
ことを特徴とする請求項７または８記載の鋳造計画作成プログラム。
【請求項１０】
前記コンピュータに、
特定の前記作業期間における前記材料グループの使用数、特定の前記作業期間における前記溶融炉の使用数、または特定の前記作業期間における前記溶融材料と前記鋳型の割当関係を指定するステップを実行させる
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の鋳造計画作成プログラム。
【請求項１１】
前記コンピュータに、
前記鋳型割当ステップにおいて前記溶融材料に対して割り当てられなかった余剰な前記鋳型の候補を、余剰鋳造能力として提示するステップを実行させる
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の鋳造計画作成プログラム。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項記載の鋳造計画作成プログラムと、
前記鋳造計画作成プログラムを実行する演算装置と、
を備えたことを特徴とする鋳造計画作成装置。
【請求項１３】
鋳型を用いて鋳造品を鋳造する作業計画を作成する方法であって、
前記鋳造品に対する発注内容を記述した発注データを複数集約するステップ、
前記複数の発注データが記述している鋳造品を鋳造するために必要な材料群を特定する材料特定ステップ、
前記材料群内の各材料を溶融させた溶融材料の群であって、前記複数の発注データが記述している鋳造品を鋳造するために必要な溶融材料群を特定するステップ、
前記複数の発注データが記述している鋳造品を鋳造するために必要な鋳型群を特定するステップ、
前記溶融材料群内の各前記溶融材料に対して前記鋳型群内の各鋳型を割り当てることにより、前記鋳型のうちいずれを用いて鋳造を実施するかを前記溶融材料毎に決定する鋳型割当ステップ、
を有することを特徴とする鋳造計画作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型を用いて鋳造品(鋳物)を鋳造する作業計画を作成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳型を用いて鋳造品を鋳造する場合、鋳造品に対する発注条件に準拠する必要がある。ここでいう発注条件とは、品目、個数、納期などの制約条件として捉えることができる。発注は、納期が先になるほど発注件数が減少するように分布するのが一般的である。発注によっては、納期が数ヶ月先、半年先といったものもある。
【０００３】
鋳造品は、発注を受ける毎に逐次的に１品目単位で鋳造するわけではなく、鋳造効率を上げるため、ある程度の個数の品目をまとめて鋳造するのが一般的である。複数の品目を一括して鋳造するため、鋳型内には複数の鋳造品形状が形成されている。この鋳型に溶融材料を流し込んで冷却すると、鋳型内に形成された鋳造品がまとめて鋳造されることになる。
【０００４】
サイズの大きい品目であれば、１つの鋳型内に１つの鋳造品形状のみが形成されている場合がある。また、鋳型内の隣接する鋳造品形状の間に間仕切りを挿入して溶融材料が流れ込まないようにすることにより、鋳型内の一部の鋳造品形状のみを使用する場合もある。さらには、１つの鋳型内に別の鋳型を嵌め込んで異なる鋳造品形状を鋳造する場合もある。品目数が増えると、これに応じて鋳型の種類も増やす必要があり、上記のように様々な鋳型の組み合わせ数が膨大になる。
【０００５】
また、鋳型に流し込む溶融材料を作成するための溶融炉の溶融能力には限界があるため、１日で作成することができる溶融材料の量（１日で使用できる溶融炉の個数と同旨）には制約がある。さらには、溶融炉自体の容量が限られているので、１つの溶融炉によって作成することができる溶融材料の量には制約がある。
【０００６】
以上のように、鋳造計画は様々な制約条件を満たしつつ発注内容を満たし、さらには納期に対して完成日が早すぎたり遅すぎたりすることなくかつ在庫をできる限り少なくするように最適化することが求められる、非常に複雑な最適化問題としてとらえることができる。上述の制約条件は、以下に説明する本発明の実施形態においても存在する。鋳造計画の作成に関しては、下記特許文献１〜４のような技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０５−２６１５２５号公報
【特許文献２】特開平０５−２７７７１３号公報
【特許文献３】特開平０５−３２９５７７号公報
【特許文献４】特開平０６−１２６４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これまで、鋳造計画は計画担当者の経験などに基づき、長時間（例えば１日〜数日）をかけて計画を作成し、かつ場合によっては制約条件のうちいくつかを捨象する場合があった。また上記特許文献１〜４では、上述のような制約条件が十分に考慮されていない。
【０００９】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、鋳造に関する様々な制約条件を満たしつつ最適な鋳造計画を妥当な計算量で自動的に作成する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る鋳造計画作成プログラムは、発注データを複数集約し、それらの発注内容を満たすことができる溶融材料群と鋳型群を特定した上で、各溶融材料に対して各鋳型を割り当てる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る鋳造計画作成プログラムは、個々の発注と鋳型を直接的に対応付けるのではなく、複数の発注を集約した上で溶融材料に対して鋳型を対応付ける。これにより、制約条件を考慮しつつ、最適な組み合わせを探索する探索空間を小さく抑え、妥当な計算量の範囲内で鋳造計画を自動的に作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】鋳型を用いて鋳造品を鋳造する際の構成要素を説明する図である。
【図２】鋳型４１０の斜視図と上面図である。
【図３】実施形態１に係る鋳造計画作成装置１０００の機能ブロック図である。
【図４】従来の鋳造計画の考え方を示す図である。
【図５】本発明に係る鋳造計画作成手順の考え方を示す図である。
【図６】鋳造計画作成プログラム１２１０の処理フローを示す図である。
【図７】鋳造計画を作成した後に事後処理として負荷平準化を実施する処理例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜用語の説明＞
本発明の実施形態を説明する前に、まず鋳造計画における用語について説明する。その後に本発明の実施形態の詳細を説明する。
【００１４】
図１は、鋳型を用いて鋳造品を鋳造する際の構成要素を説明する図である。鋳造事業者は、鋳造品に対する発注を受けると、その発注品を鋳造することのできる材料群１００をまず特定する。鋳造品とその材料の対応関係は、例えばあらかじめデータとしてコンピュータ等に保持させておくことができる。
【００１５】
材料群１００内の各材料を鋳型に流し込む際に、各材料を溶融させて溶融材料とする必要がある。鋳造品の溶融材料として溶融している材料は、たとえばＪＩＳ規格等によりある程度の成分・強度等の許容範囲が一般に認められている。溶融させた時点で同種の溶融材料として取り扱うことができる異種材料の集合を、材料グループと呼ぶ。ここでは材料グループ２１０〜２３０を例示したが、個数はこれに限られるものではない。材料グループ２１０〜２３０を総称する場合には、材料グループ２００と呼ぶ。
【００１６】
材料グループ２１０〜２３０は、溶融炉内で溶融され、溶融材料となる。鋳造事業者が所持している溶融炉の種類、個数、容量、使用可能回数などは限られているので、１日に作成することができる溶融材料の量には制約がある。これら制約条件と、溶融炉を１回用いて作成することができる溶融材料の量は対応関係にあるので、溶融材料の量のことを便宜上「溶融材料の個数」または「溶融炉の使用回数」と呼ぶ場合もあるが、これは実質的にはその溶融材料を作成する際に使用する溶融炉についての上記制約条件と同義である。ここでは溶融炉群（またはこれに対応する溶融材料群）３１０〜３３０を例示したが、個数はこれに限られるものではない。溶融炉群（またはこれに対応する溶融材料群）３１０〜３３０を総称する場合には、溶融炉群（またはこれに対応する溶融材料群）３００と呼ぶ。
【００１７】
鋳型は砂型と金型に大別でき、砂型は製品模型の周りを鋳物砂で固め、模型を取り出した後の空洞を鋳型とするものである。鋳造事業者は、発注品目に対応した鋳型を造型する。以下では同じ鋳型を鋳型群と呼ぶことにする。ここでは鋳型群４１０〜４３０を例示したが、個数はこれに限られるものではない。鋳型群とそのなかの各鋳型は同じものであるため、これらを特に区別しない場合もある。鋳型群４１０〜４３０を総称する場合には、鋳型群４００と呼ぶ。
【００１８】
図２は、鋳型４１０の斜視図と断面図である。鋳型のなかには、複数の鋳造品の形状が形成され、当該複数の鋳造品を一括して鋳造することができるものがある。ただし必ずしも常に複数の鋳造品全てを一括して鋳造するとは限らないので、各鋳造品形状の間に間仕切り４１１を挿入することができる鋳型もある。さらには、鋳型内に別の鋳型を嵌め込んで異なる鋳造品形状を形成することができるものもある。ここでは鋳型４１０内に別の鋳型４１２を嵌め込む例を示した。
【００１９】
＜実施の形態１＞
図３は、本発明の実施形態１に係る鋳造計画作成装置１０００の機能ブロック図である。鋳造計画作成装置１０００は、鋳型を用いて鋳造品を鋳造する作業計画（鋳造計画）を作成する装置であり、演算装置１１００、記憶装置１２００を備える。
【００２０】
演算装置１１００は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などの演算器であり、後述する鋳造計画作成プログラム１２１０を実行することにより鋳造計画を作成する。以下では記載の便宜上、鋳造計画作成プログラム１２１０を動作主体として説明する場合があるが、実際に同プログラムを実行するのは演算装置１１００である。
【００２１】
記憶装置１２００は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）のようなデータを格納する装置であり、鋳造計画作成プログラム１２１０、材料データ１２２０、溶融炉データ１２３０、鋳型データ１２４０を格納する。
【００２２】
鋳造計画作成プログラム１２１０は、１以上の発注データ５００を受け取り、同データが記述している鋳造品に対する発注内容にしたがって、鋳造計画を作成する。材料データ１２２０は、発注データ５００が記述している品目を鋳造するために必要な材料群１００および材料グループ２００について記述している。溶融炉データ１２３０は、当該鋳造作業所が備えている溶融炉群３００の種類、個数、容量、各溶融炉を用いた１日当たりの溶融材料の作成能力などを記述している。鋳型データ１２４０は、当該鋳造作業所が備えている鋳型群４００の種類、個数、鋳造品との対応関係などを記述している。
以上、本実施形態１に係る鋳造計画作成装置１０００の構成について説明した。次に本発明における鋳造計画の考え方について説明する。
【００２３】
＜実施の形態１：鋳造計画の考え方＞
図４は、従来の鋳造計画の考え方を示す図である。従来は、鋳造品に対する発注が届くと、その品目を鋳造するために必要な鋳型４００と材料グループ２００を特定し、溶融炉群３００の個数などの制約条件を満たしつつ、納期や在庫数などを最適化できる鋳造順序を作成するのが鋳造計画の考え方であった。
【００２４】
この手順では、発注品目と鋳型を対応付けることになるので、鋳造順序の候補数は発注品目数のべき乗オーダとなる。したがって、最適解を求めることは非常に困難であると考えられる。そこでこれまでは、制約条件を緩和したり、熟練者が経験と試行錯誤に基づき計画を作成したりするなどして、何とか鋳造作業を運用する場合がしばしばあった。
【００２５】
図５は、本発明に係る鋳造計画作成手順の考え方を示す図である。鋳造計画作成プログラム１２１０は、複数の発注データ５００を集約し、これら発注データが記述している全発注品目を鋳造することのできる材料グループ２００と鋳型群４００を特定する。その上で鋳造計画作成プログラム１２１０は、材料グループ２００を溶融させた溶融材料に対して各鋳型４００を割り当てることにより、鋳造計画を作成する。
【００２６】
鋳造とは、鋳型に溶融材料を流し込む作業であるから、溶融材料と鋳型の対応関係を定めることは、鋳造計画そのものを定めることと等価である。したがって、鋳造計画の最適化は、溶融材料と鋳型の対応付けを最適化する問題として置き換えることができる。本発明に係る鋳造計画作成プログラム１２１０は、この考え方に基づき、溶融材料と鋳型を対応付けることによって鋳造計画を作成する。
【００２７】
溶融材料と鋳型の組み合わせ総数は、発注品目数のべき乗オーダと比較すると遥かに少ないので、上記考え方に基づき最適な鋳造計画を求める処理は、従来の手法と比較して遥かに高速である。したがって、現実的な時間内に最適な鋳造計画を作成することができると考えられる。
以上、本発明における鋳造計画の考え方について説明した。次に本発明における鋳造計画の詳細手順について説明する。
【００２８】
＜実施の形態１：鋳造計画の詳細＞
上記では、溶融材料と鋳型を対応付けることによって鋳造計画を作成することを説明したが、この手順はより詳細には以下の２段階に分けることができる。
（ステップ１）材料グループ毎に各作業日における溶融材料数を決定する。
（ステップ２）各作業日において各溶融材料に各鋳型を割り当てる。
【００２９】
各溶融材料に各鋳型を割り当てる前提として、１作業日内に溶融材料を作成することができる能力を制約条件として、各作業日における溶融材料の個数（＝溶融炉の使用回数）を定める必要がある。すなわち、上記考え方に基づき鋳造計画を作成する際に、各作業日における溶融材料の個数は変数となる。これは、著名な最適化問題であるナップサック問題においてナップサック数が変数であることに相当し、問題を非常に複雑にする要因となっている。鋳造計画はナップサック問題よりも遥かに複雑であるため、さらに問題を複雑化することになる。
【００３０】
そこで本実施形態１に係る鋳造計画作成プログラム１２１０は、鋳造計画を作成する手順を上記ステップ１〜２に分割し、まず溶融材料の個数を決定した上で、各溶融材料に各鋳型を割り当てることとした。これにより、溶融材料の個数を定数として鋳造計画を最適化することができるので、問題の複雑度が大幅に緩和される。各ステップの詳細について以下に説明する。
【００３１】
（ステップ１の詳細その１：材料の重量比に合わせて溶融材料を作成する）
集約した複数の発注データ５００が記述している発注品目を全て鋳造することができる材料群１００を特定すると、材料群１００に含まれる各材料の重量比が分かる。これを前提として最適な鋳造計画を作成すると、各材料グループ２００に対応する溶融材料の重量比は、発注品目によって特定される材料の重量比に近くなると想定される。
【００３２】
そこで鋳造計画作成プログラム１２１０は、各作業日における溶融材料の個数（すなわち溶融した材料グループ２００の量）によって特定される各材料の重量比が、発注品目によって特定される材料の重量比にできるだけ近くなるように、各作業日において作成する溶融材料の個数を定める。具体的には、各作業日において使用する溶融炉の種類、個数、使用回数などの総数に対する割合を、各材料の重量比に合わせて定めることになる。
【００３３】
（ステップ１の詳細その２：上下限制約）
溶融材料の個数を定める際に、上限数と下限数をあらかじめ定めておき、これを制約条件としてもよい。例えば、発注品目の納期や重要度に応じて、最低限作成すべき溶融材料の個数を定めることが考えられる。上限数については、例えば設備能力の限界に基づき定めることができる。その他、設備の保守管理の観点から最低限作成すべき溶融材料の個数を定めることもできる。溶融材料の個数は、総数のみを定めてもよいし、例えば材料グループ２００の種類毎などより細かな単位で定めてもよい。
【００３４】
鋳造計画作成プログラム１２１０は、例えば１週間分の溶融材料の個数を定めた後、その個数が上述の下限数を下回る場合は、例えば納期がさらに先の発注データ５００を日付が直近のものから順に鋳造計画の対象として取り込み、下限数を下回らないようにすることができる。
【００３５】
その他、例えば特殊な材料グループ２００については、長期間鋳造を実施しなくなりがちな傾向があるため、少なくともある特定の週に溶融炉１回使用分の鋳造は実施しておきたいといった人為的な制約も、上述の下限数として加味することができる。あるいは、特定の材料グループ２００のみ偏って鋳造を実施するのが好ましくない場合や、納期があまりにも先の発注品目は鋳造すべきでないような場合は、材料グループ２００毎に上限数を設定することもできる。
【００３６】
（ステップ２の詳細その１：溶融材料毎の部分最適化問題として解く）
鋳造計画作成プログラム１２１０は、ステップ２において、各溶融材料に各鋳型を割り当てる。この最適化問題は、個々の溶融材料に鋳型を割り当てる部分最適化を溶融材料毎に繰り返す問題としてとらえることができる。鋳造計画作成プログラム１２１０はこの考え方にしたがって、個々の溶融材料に鋳型を割り当てることにより、最終的に全ての鋳型をいずれかの溶融材料に割り当てる。溶融材料の順序は適宜定めればよい。
【００３７】
本ステップの処理を部分最適化問題に分割しない場合、組み合わせパターン数が膨大になるため、最適化問題を高速に解くことが難しくなる。例えば鋳型数＝１０００、溶融材料数＝１００とすると、各鋳型をどの溶融材料に割り当てるかの組み合わせのみでも１０００×１００＝１０００００通りあり、さらに各鋳型を間仕切りするか否かまで考慮するとパターン数は数倍になる。この問題を溶融材料毎の部分最適化問題へ分割すると、組み合わせパターンは各鋳型をそれぞれ何個使用するかの組み合わせのみとなり、組み合わせ総数を数千程度に抑えて高速に解くことができる。
【００３８】
（ステップ２の詳細その２：溶融材料に関する制約を考慮する）
鋳造計画作成プログラム１２１０は、個々の溶融材料に鋳型を割り当てるに際して、溶融材料毎の制約条件と鋳型に関する制約条件を考慮する。ここでいう溶融材料毎の制約条件とは、溶融炉の設備能力や溶融材料を鋳型に流し込む際の作業効率上の制約である。また、ここでいう鋳型に関する制約条件とは、鋳型を一度使うとその鋳型は使用できなくなるなどという制約、すなわち作業日毎の鋳型の使用可能個数や鋳型の組み合わせなどに関する制約である。
【００３９】
これら制約条件を同時に考慮すると問題が複雑になるので、鋳造計画作成プログラム１２１０は、Ｌａｇｒａｎｇｅ緩和法を用いて鋳型に関する制約条件は評価関数内に組み込む。その結果、問題は溶融材料毎の複数の部分問題に分解される。分解された各部分問題においては、溶融材料毎の制約条件を考慮して溶融材料毎に鋳型の割り当てを最適化する。これは、鋳型が１日に何個でも無制限に使用できると仮定してひとまず溶融材料毎の最適化のみを考慮することに相当する。鋳造計画作成プログラム１２１０は、緩和した制約条件の下で、個々の溶融材料に鋳型を割り当てる部分最適化を実施する。
【００４０】
（ステップ２の詳細その３：鋳型に関する制約を考慮する）
鋳造計画作成プログラム１２１０は、全ての溶融材料に対して例えば１日分の鋳型を割り当てた後、鋳型に関する制約条件が満たされているか否かをチェックする。鋳型に関する制約条件が満たされていない場合は、Ｌａｇｒａｎｇｅ乗数を修正した上で改めて１日分の鋳型を割り当てることを繰り返す。
【００４１】
図６は、以上説明した鋳造計画作成プログラム１２１０の処理フローを示す図である。以下図６の各ステップについて説明する。
（図６：ステップＳ６０１〜Ｓ６０２）
鋳造計画作成プログラム１２１０は、１以上の発注データ５００（例えば１週間分の鋳造作業に相当する発注）を取得してこれらを集約する（Ｓ６０１）。鋳造計画作成プログラム１２１０は、ステップＳ６０１で集約した発注データ５００が記述している全発注品目を鋳造することができる材料グループ２００、溶融材料群３００、鋳型群４００を特定する（Ｓ６０２）。ステップＳ６０２の特定処理は、鋳造計画作成装置１０００が保持している材料データ１２２０、溶融炉データ１２３０、鋳型データ１２４０などの事前準備しておくデータに基づき実施すればよい。
【００４２】
（図６：ステップＳ６０３）
鋳造計画作成プログラム１２１０は、各鋳造作業日について以下のステップＳ６０４〜Ｓ６０８を実施することにより、各鋳造作業日における鋳造計画を作成する。
【００４３】
（図６：ステップＳ６０４）
鋳造計画作成プログラム１２１０は、次のステップＳ６０５において溶融材料毎の個数を決定する際の上下限数を設定する。本ステップは、上述の（ステップ１の詳細その２：上下限制約）に相当する。
【００４４】
（図６：ステップＳ６０５）
鋳造計画作成プログラム１２１０は、材料グループ毎に各作業日における溶融材料数を決定する。本ステップは、上述の（ステップ１の詳細その１：材料の重量比に合わせて溶融材料を作成する）に相当する。
【００４５】
（図６：ステップＳ６０６）
鋳造計画作成プログラム１２１０は、ステップＳ６０５で決定した各溶融材料について以下のステップＳ６０７〜Ｓ６０８を実施することにより、各溶融材料に対して鋳型を割り当てる。
【００４６】
（図６：ステップＳ６０７）
鋳造計画作成プログラム１２１０は、ステップＳ６０５で決定した各溶融材料に対して個別に鋳型を割り当てる。本ステップは、上述の（ステップ２の詳細その２：溶融材料に関する制約を考慮する）に相当する。
【００４７】
（図６：ステップＳ６０８）
鋳造計画作成プログラム１２１０は、鋳型に関する制約が満たされているか否かをチェックし、満たされていない場合はＬａｇｒａｎｇｅ乗数を更新してステップＳ６０７を再度実施する。本ステップは、上述の（ステップ２の詳細その３：鋳型に関する制約を考慮する）に相当する。
【００４８】
＜実施の形態１：まとめ＞
以上のように、本実施形態１に係る鋳造計画作成プログラム１２１０は、１以上の発注データ５００を集約し、これを満たすことのできる材料グループ２００、溶融材料群３００、鋳型群４００を特定した上で、各溶融材料に対して各鋳型を割り当てる。これにより組み合わせパターン総数を削減し、高速に良好な解を得ることができる。
【００４９】
また、本実施形態１に係る鋳造計画作成プログラム１２１０は、材料の重量比に基づき材料グループ２００毎に溶融材料数を先に決定した上で、各溶融材料に各鋳型を割り当てる。これにより、問題の複雑度を緩和して高速に妥当な解を得ることができる。
【００５０】
＜実施の形態２＞
実施形態１では、鋳造作業を最適化することについて説明したが、実際の鋳造作業においては鋳造作業そのものに関連する付帯作業が存在する。例えば、鋳型の中空部分を作成するための中子（なかご）と呼ばれる部品を作成する作業、鋳造後の仕上げ作業などがこれに相当する。従来、これら付帯作業は、鋳造計画を策定した時点で作業日毎のばらつきが極端に大きい場合に手作業で微調整するなどによって平準化を図っていた。
【００５１】
これら付帯作業の内容や量は、鋳造計画が確定すれば定めることができるので、鋳造計画と併せて最適化することができると考えられる。そこで本発明の実施形態２に係る鋳造計画作成プログラム１２１０は、鋳造作業に付帯する作業を作業日毎に平準化する処理を、鋳造作業の計画作成とともに実施する。その他の構成は実施形態１と同様である。
【００５２】
具体的には、鋳造作業に伴う付帯作業の負荷上限を作業日毎にあらかじめ定めておき、例えば１週間分の鋳造計画を策定した後に負荷上限制約を満たしていなければ改めて鋳造計画を作成し直すことが考えられる。負荷上限制約は、例えばＬａｇｒａｎｇｅ緩和法における評価関数のなかに組み込んでおいて間接的に制約条件が満たされるようにしてもよいし、いったん鋳造計画を作成した後に事後処理的に負荷平準化を実施してもよい。
【００５３】
図７は、鋳造計画を作成した後に事後処理として負荷平準化を実施する処理例を示す図である。負荷平準化をするための手法として、以下のような例が考えられる。
（負荷平準化の手法その１：鋳型を入れ替える）
鋳造計画作成プログラム１２１０は、ある作業日においてある溶融材料に割り当てられている鋳型を、別の作業日においてある溶融材料に割り当てられている鋳型と入れ替えることにより、負荷平準化を試みる。入替対象とする鋳型および溶融材料は、例えばランダムに選択することもできるし、同種の鋳型または溶融材料のなかから選択するようにしてもよい。
【００５４】
（負荷平準化の手法その１：鋳型を入れ替える：補足）
図７では作業日をまたがって鋳型を入れ替える例を示したが、鋳造仕様を満たしている限り、同じ作業日内で同種の溶融材料に割り当てられている鋳型同士を入れ替えることも考えられる。
【００５５】
（負荷平準化の手法その２：溶融材料を入れ替える）
鋳型を入れ替える他に、溶融材料を入れ替えることも考えられる。例えばある作業日におけるある溶融材料を、別の作業日における別の溶融材料と入れ替えることが考えられる。同じ作業日間で溶融材料を入れ替えることもできる。
【００５６】
鋳造計画を作成した後に事後処理として負荷平準化を実施すると、鋳造計画はその分だけ最適化から離れる可能性がある。したがって、事後処理的な手法は簡便手法として位置づけることができる。
【００５７】
＜実施の形態３＞
ステップ１の詳細その２で説明したように、特殊な材料グループ２００のなかには、自動的に鋳造計画を作成すると、長期間鋳造が実施されないものが出てくる場合がある。このような人為的な制約は、先に説明した溶融材料数の上下限制約として設定することもできるし、その部分に関しては鋳造計画を自動作成せず固定的に指定することもできる。
【００５８】
この鋳造指定は、鋳造計画作成プログラム１２１０上の処理としては、事前設定されている制約条件として処理することもできるし、あるいは指定した期間、材料グループなどを除いた部分のみについて鋳造計画を自動作成するようにしてもよい。その他の構成については実施形態１〜２と同様である。
【００５９】
＜実施の形態４＞
実施形態１〜３において、鋳造計画を最適化する過程で、効率のよくない溶融材料、鋳型、鋳造順序などの組み合わせパターンが除去される。最適でない組み合わせパターンとは、換言すると余剰な鋳造能力であると思われる。この余剰能力は、突発的な発注に対して対処する際のバッファとして機能できる可能性があるので、鋳造計画作成プログラム１２１０は、当該組み合わせパターンを破棄せずに記憶装置１２００内へ保存しておくようにしてもよい。
【００６０】
もっとも、全ての組み合わせパターンを保存することは困難であるため、例えば過去の突発的な発注に関する履歴を別途保存しておいて、同種の鋳造品目を鋳造することができる組み合わせパターンのみ保存しておくことが考えられる。同種の発注品目は、例えば過去に突発発注することが多かった発注元、発注品目、材料グループなどによって特定することができる。
【００６１】
＜実施の形態４：まとめ＞
以上のように、本実施形態４に係る鋳造計画作成プログラム１２１０は、余剰な鋳造能力を提供することができる組み合わせパターンを保存しておき、必要に応じてこれを提示する。これにより、突発的な発注があった際に、対応できる可能性のある鋳造品目および納期を即座に提示することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１００：材料群、２００〜２３０：材料グループ、３００〜３３０：溶融炉群、４００〜４３０：鋳型群、４１１：間仕切り、１０００：鋳造計画作成装置、１１００：演算装置、１２００：記憶装置、１２１０：鋳造計画作成プログラム、１２２０：材料データ、１２３０：溶融炉データ、１２４０：鋳型データ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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